DE102009044456A1 - Air spring with switching valve for residual pressure maintenance - Google Patents
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Abstract
Restdruckhalteventil in einer rohrförmigen Luftleitung eines Luftversorgungssystems, wobei sowohl der Ventilsitz als auch der Ventilkörper als zusammenwirkende Endteile einer Trennstelle in der rohrförmigen Luftleitung ausgebildet sind und der Ventilsitz an der Druckerzeugerseite der Luftleitung angeordnet ist und der Ventilkörper an der Druckverbraucherseite der Luftleitung angeordnet ist, das als Ventilkörper ausgebildete Endteil eine Entlüftung in das Ventilgehäuse sowie durch den Gehäuse-Innendruck beaufschlagte Wirkflächen aufweist, derart, dass neben dem durch den Druckerzeuger erzeugten Druck auch der im Druckverbraucher anliegende Druck als Öffnungsdruck wirkt, wobei auf der Seite des Druckverbrauchers ein Restdruck aufrechterhalten wird.Residual pressure holding valve in a tubular air line of an air supply system, wherein both the valve seat and the valve body are designed as interacting end parts of a separation point in the tubular air line and the valve seat is arranged on the pressure generator side of the air line and the valve body is arranged on the pressure consumer side of the air line, which as Valve body-formed end part has a vent into the valve housing and active surfaces acted upon by the internal pressure of the housing, such that in addition to the pressure generated by the pressure generator, the pressure in the pressure consumer also acts as an opening pressure, with a residual pressure being maintained on the side of the pressure consumer.
Description
Die Erfindung betrifft ein Restdruckhalteventil in einer rohrförmigen Luftleitung eines Luftversorgungssystems, wobei das Restdruckhalteventil zwischen mindestens einem Druckerzeuger und mindestens einem Druckverbraucher oder -aktuator angeordnet ist. Das Restdruckhalteventil weist dabei einen Ventilsitz, einen zum Ventilsitz komplementären und durch einen Öffnungsdruck bewegbaren Ventilkörper, ein Ventilsitz und Ventilkörper umschließendes und gegen Umgebungsdruck abgedichtetes Ventilgehäuse und ein zwischen Ventilsitz und Ventilkörper gegen den Öffnungsdruck des Ventils wirkendes elastisches Element.The invention relates to a residual pressure retaining valve in a tubular air duct of an air supply system, wherein the residual pressure retaining valve between at least one pressure generator and at least one pressure consumer or actuator is arranged. The residual pressure retaining valve has a valve seat, a valve seat complementary to the valve seat and movable by an opening pressure valve body, a valve seat and valve body enclosing and sealed against ambient pressure valve housing and acting between valve seat and valve body against the opening pressure of the valve elastic element.
Restdruckhalteventile werden z. B. in Luftfedersystemen für Fahrzeuge eingesetzt. Die Luftfedersysteme bestehen dabei aus den Luftfedern, die zwischen Fahrwerk und Karosserie eingespannt sind, und dem zugehörigen Luftversorgungssystem mit entsprechender, meistens elektronischer Steuerung. Die Luftfedern weisen einen Luftfederbalg auf, der zwischen einem üblicherweise karosserieseitigen Luftfederdeckel und einem fahrwerkseitigen Abrollkolben befestigt ist und der im Betrieb unter einem inneren Überdruck steht. Der Luftfederbalg bildet die eigentliche „Arbeitskammer” der Feder und rollt unter Last und bei Federbewegungen unter Bildung einer Rollfalte auf der Außenkontur eines konzentrischen Bauteiles ab, üblicherweise auf dem Luftfederkolben/Abrollkolben. Eine derartige Luftfeder wird häufig in Straßen- oder Schienenfahrzeugen eingesetzt, um eine komfortable Federung zu erreichen.Residual pressure holding valves are z. B. used in air spring systems for vehicles. The air spring systems consist of the air springs, which are clamped between the chassis and body, and the associated air supply system with appropriate, usually electronic control. The air springs have an air spring bellows, which is fastened between a usually body-side air spring cover and a chassis-side rolling piston and is in operation under an internal overpressure. The air bag forms the actual "working chamber" of the spring and rolls under load and during spring movements to form a rolling fold on the outer contour of a concentric component, usually on the air spring piston / rolling piston. Such air spring is often used in road or rail vehicles to achieve a comfortable suspension.
Bei den so genannte „Restdruckhalteventilen” handelt es sich um Absperrventile, die etwa beim Transport der Luftfeder vor dem Einbau ins Fahrzeug, bei Abschalten der Luftversorgung für Wartungstätigkeiten, beim Abziehen der oder bei Schäden in den Luftzufuhrleitungen dafür sorgen, dass ein Mindestdruck im Luftfederbalg/in der Arbeitskammer erhalten bleibt und nicht alle Luft daraus entweichen kann. Dies geschieht, damit die einzelnen Teile der ohne Luft-Innendruck in sich zusammensinkenden Luftfeder nicht beschädigt werden können. Üblicherweise liegt ein solcher Mindestdruck bei ca. 3 bar.The so-called "residual pressure retaining valves" are shut-off valves that ensure, for example, during the transport of the air spring before installation in the vehicle, when switching off the air supply for maintenance activities, when removing or damage in the air supply lines that a minimum pressure in the air bag / is retained in the working chamber and not all air can escape from it. This is done so that the individual parts of the compressed without air pressure inside air spring can not be damaged. Usually, such a minimum pressure is about 3 bar.
Die
Die Verwendung von unterschiedlichen Ventilen für jede einzelne Funktion der Luftfeder ist jedoch relativ aufwendig und kostenintensiv und erhöht auch das Gewicht der Luftfeder.However, the use of different valves for each function of the air spring is relatively complex and expensive and also increases the weight of the air spring.
Andere bekannte Restdruckhalteventile (RDHV) sind teilweise aufwendig konstruiert und teuer in der Herstellung oder weisen einen zu geringen anwendbaren Luftfederdruck auf, bei dem die Luftfeder noch abgelassen werden kann. Die freien Querschnitte sind oft gering und führen zu einem hohen pneumatischen Widerstand. Die Stabilität über die Lebensdauer und die Dichtigkeit nach außen sind oft aufgrund der eingesetzten Elastomerbauteile unzureichend. Auch können Entlüftungsbohrungen zur Umgebung, die für die Funktion notwendig sind, bei Verschmutzung oder Verstopfung zu Problemen führen.Other known residual pressure retaining valves (RDHV) are sometimes elaborately constructed and expensive to manufacture or have too low applicable air spring pressure at which the air spring can still be drained. The free cross sections are often small and lead to a high pneumatic resistance. The stability over the life and the tightness to the outside are often inadequate due to the elastomer components used. Also, vent holes to the environment, which are necessary for the function, lead to problems in case of contamination or clogging.
Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, ein Restdruckhalteventil bereitzustellen, bei dem die Anzahl der Bauteile reduziert werden kann ohne auf gewünschte Sicherheits- und Komfortfunktionen zu verzichten, wobei die Luftfeder zudem konstruktiv möglichst einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein soll.For the invention therefore had the task of providing a residual pressure retaining valve, in which the number of components can be reduced without sacrificing desired safety and comfort features, the air spring should also constructively as simple as possible and inexpensive to produce.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.The problem is solved by the features of the main claim. Further advantageous embodiments are disclosed in the subclaims.
Dabei sind sowohl der Ventilsitz und als auch der Ventilkörper als zusammenwirkende Endteile einer Trennstelle in der rohrförmigen Luftleitung ausgebildet. Der Ventilsitz ist an dem Endteil angeordnet, welches der Druckerzeugerseite der Luftleitung zugeordnet ist, während der Ventilkörper an dem Endteil angeordnet ist, welches der Druckverbraucherseite der Luftleitung zugeordnet ist. Der Ventilkörper ist dabei koaxial zur rohrförmigen Luftleitung bewegbar. Das als Ventilkörper ausgebildete Endteil weist eine Entlüftung in das Ventilgehäuse sowie ein oder mehrere im Ventilgehäuse angeordnete und durch den Gehäuse-Innendruck beaufschlagte Wirkflächen auf, etwa am Ventilkörper oder am zugeordneten Endteil angeordnete Kolbenflächen, Stirnflächen oder Ringflächen, und zwar derart, dass neben dem durch den Druckerzeuger erzeugten Druck auch der im Druckverbraucher anliegende Druck als Öffnungsdruck wirkt. Das elastische Element verbindet dabei die Endteile der rohrförmigen Luftleitung und presst sie so gegeneinander, dass auf der Seite des Druckverbrauchers ein Restdruck aufrecht erhalten wird.In this case, both the valve seat and the valve body are formed as cooperating end portions of a separation point in the tubular air line. The valve seat is arranged on the end part which is assigned to the pressure generator side of the air line, while the valve body is arranged on the end part, which is assigned to the pressure consumer side of the air line. The valve body is movable coaxially with the tubular air line. Trained as a valve body end portion has a vent in the valve housing and one or more arranged in the valve housing and acted upon by the housing internal pressure effective surfaces, such as the valve body or arranged on the associated end part piston surfaces, faces or annular surfaces, in such a way that in addition to the the pressure generated by the pressure generator and the voltage applied in the pressure consumer pressure acts as an opening pressure. The elastic element connects the end portions of the tubular air duct and presses them against each other so that a residual pressure is maintained on the side of the pressure consumer.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, dass das Restdruckhalteventil besonders einfach und klein ausgebildet ist und auf einfachste Weise und nahezu an jedem geeigneten Ort eines Luftfedersystems in bestehende Leitungen eingebaut werden kann.The particular advantage of the embodiment of the invention is that the residual pressure retaining valve is particularly simple and small and can be installed in the simplest way and almost any suitable location of an air spring system in existing lines.
Das Restdruckhalteventil öffnet bei normalem Betriebsdruck vom Durckerzeuger/Kompressor und schließt, wenn kein oder kein ausreichender Kompressordruck mehr vorhanden ist und der Druck in dem/den Druckverbrauchern unter einen durch das elastische Element einstellbaren Mindestdruck gesunken ist. Soll bei geringen Druck im Druckverbraucher letzterer wieder befüllt werden, so kann der Dichtsitz von der Kompressorseite her mit geringen Überdruck aufgedrückt und die Befüllung durchgeführt werden.The residual pressure retaining valve opens at normal operating pressure from the Durckerzeuger / compressor and closes when no or not sufficient Compressor pressure is more present and the pressure in the / the pressure consumers has dropped below a settable by the elastic element minimum pressure. If the latter is to be refilled at low pressure in the pressure consumer, the sealing seat can be pressed from the compressor side with slight overpressure and the filling carried out.
Das Restdruckhalteventil ist also neben dem durch den Druckerzeuger erzeugten Druck auch durch den im Druckverbraucher anliegenden Druck zu öffnen, solange der im Druckverbraucher anliegende Druck den Mindestdruck nicht unterschreitet. Da beide „Drücke” in Öffnungsrichtung wirken und der Kompressordruck immer größer oder gleich Verbraucherdruck ist, schließt das Restdruckhalteventil also immer dann, wenn kein Kompressordruck mehr vorhanden ist und im System ein Druck erreicht wird, der kleiner oder gleich dem Mindestdruck ist.The residual pressure retaining valve is therefore to open in addition to the pressure generated by the pressure generator by the pressure applied in the pressure consumer, as long as the pressure applied in the pressure consumer does not fall below the minimum pressure. Since both "pressures" act in the opening direction and the compressor pressure is always greater than or equal to consumer pressure, so the residual pressure retaining valve closes whenever no more compressor pressure is present and in the system, a pressure is less than or equal to the minimum pressure.
Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das als Ventilsitz ausgebildete eine Endteil aus einem offenen Rohrabschnitt besteht und das als Ventilkörper ausgebildete andere Endteil einen Stopfen aufweist, der mit dem Rohrabschnitt dichtend zusammenwirkt. Durch eine solche Ausbildung als Rohabschnitt erreicht man eine sehr einfache Herstellung des Ventils bzw. der Ventilteile.An advantageous embodiment is that formed as a valve seat one end part consists of an open pipe section and designed as a valve body other end portion has a stopper, which cooperates sealingly with the pipe section. Such a design as a raw section achieves a very simple production of the valve or of the valve parts.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das als Ventilsitz ausgebildete eine Endteil aus einem Rohrabschnitts mit einer zum lichten inneren Durchmesser der rohrförmigen Leitung geneigten Fase besteht und das als Ventilkörper ausgebildete andere Endteil einen im lichten inneren Durchmesser der rohrförmigen Leitung eingesetzten Stopfen aufweist, der mit der geneigten Fase dichtend zusammenwirkt. Dies verbessert durch die sichere Anlage die Dichtwirkung bei der genannten einfachen Herstellung.A further advantageous embodiment is that formed as a valve seat an end portion consists of a pipe section with an inclined inner diameter of the tubular pipe bevel and formed as a valve body other end portion has a plug inserted in the inner diameter of the tubular conduit used with the inclined chamfer cooperates sealingly. This improves by the safe system, the sealing effect in said simple production.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass eines der Endteile mit einer konzentrischen und das andere Endteil umschließenden Hülse versehen ist, wobei die Hülse als Ventilgehäuse ausgebildet ist. Eine solche Ausbildung schützt die Ventilteile und dient gleichzeitig als einfache Führung für die relative koaxiale Verschiebung zwischen Ventilsitz und Ventilkörper. Eine Hülse als Gehäuse schützt gegenüber Verschmutzungen und insbesondere gegenüber Vereisung der Ventilteile. Wie in dem unten noch aufgeführten Ausführungsbeispiel, kann das als Ventilsitz ausgebildete eine Endteil mit einer konzentrischen und das als Ventilkörper ausgebildete andere Endteil umschließenden Hülse versehen werden, wobei die Hülse als Ventilgehäuse ausgebildet ist. Ebenso kann das als Ventilkörper ausgebildete Endteil mit einer konzentrischen und das als Ventilsitz ausgebildete andere Endteil umschließenden Hülse versehen werden.A further advantageous embodiment is that one of the end portions is provided with a concentric and the other end part enclosing sleeve, wherein the sleeve is designed as a valve housing. Such a design protects the valve parts and at the same time serves as a simple guide for the relative coaxial displacement between valve seat and valve body. A sleeve as a housing protects against contamination and especially against icing of the valve parts. As in the embodiment mentioned below, the formed as a valve seat one end part with a concentric and designed as a valve body formed other end part sleeve are provided, wherein the sleeve is formed as a valve housing. Likewise, the end part designed as a valve body can be provided with a concentric sleeve which surrounds the other end part designed as a valve seat.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die Hülse, welche als Teil eines Endteiles ausgebildet ist, gegenüber dem anderen Endteil, welches von der Hülse umgeben ist, abgedichtet und letzterem gegenüber axial längsverschieblich ausgebildet ist, insbesondere im Zusammenhang mit einer Ausbildung, bei der das elastische Element innerhalb der Hülse angeordnet ist. Damit können einfache Schraubenfedern oder Gummifedern als elastische Elemente problemlos innerhalb der Hülse als Druck- oder als Zugelemente angeordnet werden.A further advantageous embodiment is that the sleeve, which is formed as part of an end portion opposite the other end portion which is surrounded by the sleeve, sealed and the latter formed axially longitudinally displaceable, in particular in connection with a training in which the elastic element is disposed within the sleeve. Thus, simple coil springs or rubber springs can be easily arranged as elastic elements within the sleeve as a pressure or as tension elements.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das elastische Element als elastischer Schlauch oder Balg ausgebildet ist, der die beiden Endteile als Ventilgehäuse umgibt. Dies ist sicher eine der einfachsten Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Restdruckhalteventil herzustellen, da der Schlauch oder Balg lediglich über eine Länge der Endteile gezogen werden muss und dann die Endteile elastisch aneinander zieht. Dabei kann ein Gummischlauch oder Balg gleichzeitig auch als Ventilgehäuse dienen.A further advantageous embodiment is that the elastic element is designed as an elastic hose or bellows, which surrounds the two end parts as a valve housing. This is certainly one of the simplest ways to produce the residual pressure retaining valve according to the invention, since the hose or bellows only has to be pulled over a length of the end parts and then pulls the end parts elastically together. A rubber hose or bellows can also serve as a valve housing.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die koaxiale Bewegbarkeit zwischen Ventilkörper und Ventilsitz durch Anschläge begrenzt ist. Dies ist vorteilhaft, um die Ventilbewegungen zu begrenzen, gerade wenn das Restdruckhalteventil beispielsweise innerhalb eines „freien” Leitungsteiles ausgebildet ist, also etwa in eine Luftdruckleitung zwischen Kompressor und Verbraucher.A further advantageous embodiment is that the coaxial mobility between valve body and valve seat is limited by stops. This is advantageous in order to limit the valve movements, even if the residual pressure retaining valve is formed, for example, within a "free" line part, that is approximately in an air pressure line between the compressor and consumer.
Besonders geeignet aufgrund seiner geringen Baugröße, seiner einfachen, aber sicheren Funktion und aufgrund seiner Toleranz gegenüber Verschmutzungen und gegenüber Temperaturschwankungen, insbesondere seiner Toleranz gegenüber Vereisung, ist das erfindungsgemäße Restdruckhalteventil besonders geeignet zum Einsatz innerhalb einer Luftfedereinrichtung für ein Kraftfahrzeug.Particularly suitable due to its small size, its simple but safe function and due to its tolerance to contamination and to temperature fluctuations, in particular its tolerance to icing, the residual pressure retaining valve according to the invention is particularly suitable for use within an air spring device for a motor vehicle.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigenReference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. Show it
Die
Das Restdruckhalteventil weist einen Ventilsitz
Sowohl der Ventilsitz
Der Ventilkörper
Das als Ventilkörper
Zusammen mit der Stirnfläche
Die Schraubenfeder
Das als Ventilsitz
Bei diesem Restdruckhalteventil ist das elastische Element als elastischer Balg
Auch hier ist der Ventilkörper bzw. Stopfen
Das mit dem Stopfen
Zusammen mit der Stirnfläche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- RestdruckhalteventilResidual pressure holding valve
- 22
- Luftleitungair line
- 33
- Ventilsitzvalve seat
- 44
- Ventilkörpervalve body
- 55
- Ventilgehäusevalve housing
- 66
- Schraubenfedercoil spring
- 77
- Entlüftungsbohrungvent hole
- 8 8th
- KolbenringflächePiston Ring
- 99
- Stirnflächeface
- 1010
- RestdruckhalteventilResidual pressure holding valve
- 1111
- Ventilsitzvalve seat
- 1212
- Fasechamfer
- 1313
- Endteilend
- 1414
- Ventilkörper/StopfenValve body / plug
- 1515
- Balgbellows
- 1616
- KolbenringflächePiston Ring
- 1717
- Wirksame Ringfläche des BalgesEffective ring surface of the bellows
- 1818
- Stirnflächeface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFUR, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AKTIENGESELLSCHAFT, 30165 HANNOVER, DE Effective date: 20110414 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |